Book/Report

FZJ-2017-03971

http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png Wärmeübergang und Druckverlust an Reaktorbrennelementen in Form längsdurchströmter Rundstabbündel

Presser, K. (Corresponding author)FZJ*

1967
Kernforschungsanlage Jülich, Verlag Jülich

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/14605

Report No.: Juel-0486-RB

Abstract: An verschiedenen Versuchseinrichtungen wurden der mittlere und örtliche Wärmeübergang mit Hilfe der Analogie zwischen Wärme- und Stoffübergang und der isotherme Druckverlust im Anlaufbereich und in der hydraulisch und "thermisch" ausgebildeten Strömung an 14 längsdurchströmten Stabbündelanordnungen gemessen. Als Versuchsmedium diente atmosphärische Luft von Raumtemperatur. Zur Bestimmung des Stoffüberganges wurden kurze naphthalinummantelte Patronen mit getrennter "thermischer" Vorlaufpatrone in verschiedene Stabbündelpositionen eingebaut. Die Reynoldszahl, gebildet mit dem hydraulischenDurchmesser des freien Strömungsquerschnittes im Bündel, wurde im Bereich zwischen 8 000 und 200 000 geändert. Die Schmidtzahl, Sc = 2, 35, war bei allen Messungen praktisch konstant. Die mittlere Nusseltzahl und der mittlere Druckverlustbeiwert können durch einfache Potenzgesetze Nu = K $\cdot$ Re$^{m} \cdot Pr^{n} und \Psi = A \cdot Re^{-b}$ dargestellt werden. Für die Exponenten ergaben sich m $\thickapprox$ 0,8 und b $\thickapprox$ 0, 2. Der Wert n $\thickapprox$ 0, 44 wurde in einem besonderen Eichversuch gewonnen. Wird bei Stabbündeln mit quasiunendlicher Stabanordnung der hydraulisch gleichwertige Durchmesser zu Bildung der Reynoldszahl, der mittleren Nusseitzahl und des mittleren Druckverlustbeiwertes benutzt, so ergeben sich mit der dimensionslosen Stabteilung X systematisch ansteigende K- und A-Werte . Im Bereich 1 < X < 2 ändert sich der Zahlenwert K um + 30 % bzw. - 50 % gegenüber dem Zahlenwert 0, 021 für Rohrströmung von Michejew. Der Zahlenwert A des Druckverlustbeiwertes ändert sich gegenüber dem Wert 0,184 von Mc. Adams für Rohrströmung um + 10 % bzw . - 40 %. Damit wird festgestellt, daß der hydraulisch gleichwertige Durchmesser allein zur einheitlichen Darstellung der mittleren Nusseitzahl und des mittleren Druckverlustbeiwertes nicht ausreicht. Bei Stabbündeln mit Randeinfluß wird neben der dimensionslosen Stabteilung X = $\frac{t}{d}$ der dimensionslose Randabstand $X_{R} = \frac{a + d}{d}$ als Parameter bei Angabe der mittleren Nusseitzahl und des mittleren Druckverlustbeiwertes benötigt. Es werden drei Strömungsverteilungen über den Stabbündelquerschnitt betrachtet (gleichförmig, randgängig, mittengängig). Bei Stabbündeln mit Randeinfluß wird das Maximum der mittleren Nusseitzahl und des mittleren Druckverlustbeiwertes erreicht, wenn die dimensionslose Stabteilung X und der dimensionslose Randabstand X$_{R}$ gleich sind. Es liegt dann eine annähernd gleichförmige Strömungsverteilung vor. Bei Rand- oder Mittengängigkeit erhält man in allen Fällen kleinere Nusseltzahlen und Druckverlustbeiwerte. Die Verteilung der örtlichen Wärmeübergangszahlen in Stabumfangsrichtung wird durch den Ungleichförrnigkeitsgrad $\gamma = \frac{\alpha_{Max} -\alpha_{Min}}{\alpha_{\gamma}}$ charakterisiert. Bei quasiunendlichen Stabanordnungen nimmt $\gamma$ mit steigender dimensionsloser Stabteilung stark ab. Bei dimensionslosen Stabteilungen X größer als 1,2 liegt der Ungleichförmigkeitsgrad innerhalb der Meßgenauigkeit ($\gamma \le$ 0,1). Stabbündel mit Randeinfluß, bei denen X gleich X$_{R}$ ist, haben durchschnittlich doppelt so hohe Werte wie quasiunendliche Stabanordnungen gleicher dimensionsloser Stabteilung. [...]

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Contributing Institute(s):

1. Publikationen vor 2000 (PRE-2000)

Research Program(s):

1. 899 - ohne Topic (POF3-899) (POF3-899)

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Database coverage:

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